徐紅華 郭芮池 謝明明 馬彩虹 陳 穎 劉玉琪

(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院， 哈爾濱 150030)

0 引言

乳清作為生產(chǎn)奶酪的副產(chǎn)品長(zhǎng)久以來(lái)被人們充分利用[1-2]。乳清蛋白在改善食品的性質(zhì)、提高食品質(zhì)量等方面具有重要作用[3-4]。乳清蛋白在低pH值、低離子強(qiáng)度、長(zhǎng)時(shí)間高溫加熱條件下能夠形成納米纖維聚合物[5-6]。這種纖維聚合物是一種長(zhǎng)的、半柔性的淀粉狀纖維，具有常規(guī)聚合物不具備的優(yōu)良特性，在起泡性、乳化性等方面性質(zhì)良好[7-8]。乳清蛋白纖維聚合物可以通過(guò)自發(fā)和核誘導(dǎo)2種方式自組裝形成，但是，蛋白質(zhì)纖維聚合物的形成受離子強(qiáng)度的影響很大，一般鹽的加入會(huì)改變其組裝路徑進(jìn)而導(dǎo)致形成能力喪失[9-10]，這也是其應(yīng)用受到限制的主要原因。核的形成主要來(lái)自乳清蛋白組裝初期形成的具有晶體結(jié)構(gòu)的低聚物(均相核)和最終的成熟纖維(二次核)[11-12]。針對(duì)乳清蛋白纖維聚合物只能在低離子條件下形成的缺陷[13-14]，本文研究乳清蛋白組裝聚合物界面性質(zhì)，通過(guò)改變CaCl2濃度分析核誘導(dǎo)方式下形成的纖維聚合物能夠耐受的離子強(qiáng)度，通過(guò)分析功能性質(zhì)改變所產(chǎn)生的纖維組裝結(jié)構(gòu)變化，探究CaCl2對(duì)核形成(第1階段)、核誘導(dǎo)(第2階段)、纖維聚合物(第3階段)界面性質(zhì)(乳化性、起泡性)的變化，同時(shí)研究CaCl2對(duì)乳清蛋白聚合量動(dòng)力學(xué)、纖維生成量的影響。

1 材料與方法

1.1 主要材料

乳清濃縮蛋白WPC-80，美國(guó)HILMAR公司;CaCl2，純度99.99%，上海阿拉丁生化科技股份有限公司;硫黃素T，Sigma公司;其他化學(xué)試劑均為分析純。

1.2 樣品制備

1.2.1均相核與二次核制備

乳清濃縮蛋白(WPC)：參照文獻(xiàn)[15-16],取5.00 g乳清濃縮蛋白粉(WPC-80)溶于去離子水中，使用6 mol/L和1 mol/L HCl調(diào)pH值至2.0并用pH值2.0的水(事先用6 mol/L HCl調(diào)節(jié)pH值)定容至100 mL，16 000g離心20 min(4℃)，取中層清液，凱氏定氮測(cè)定蛋白質(zhì)含量，用pH值2.0的去離子水稀釋至質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0%，4℃冰箱保存。

均相核：參照文獻(xiàn)[17-18]，上述pH值2.0、質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0%的WPC在90℃水浴加熱2 h，4℃冰箱保存。

二次核：參照文獻(xiàn)[19]，上述pH值2.0、質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0%的WPC在90℃水浴加熱10 h，4℃冰箱保存。

1.2.2納米纖維制備

自發(fā)：質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0%的WPC(pH值2.0)于90℃水浴加熱10 h，取樣并于4℃冰箱保存。

均相核誘導(dǎo)：將上述均相核與質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0%的WPC(pH值2.0)以體積比1∶3混合均勻，90℃水浴加熱10 h，取樣并于4℃冰箱保存。

二次核誘導(dǎo)：將上述二次核與質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0%的WPC(pH值2.0)以體積比1∶3混合均勻，90℃水浴加熱10 h，取樣并于4℃冰箱保存。

空白樣品的制備：為了消除核自身與WPC原料結(jié)構(gòu)的差異，將1.2.1節(jié)形成的WPC、均相核、二次核分別與pH值2.0的水以體積比1∶3混合均勻，90℃水浴加熱10 h，取樣并于4℃冰箱保存。后續(xù)測(cè)定的各項(xiàng)指標(biāo)均減去空白樣的相應(yīng)值。

1.3 CaCl2對(duì)核形成的影響

為了探究CaCl2對(duì)核形成的影響，在乳清蛋白原料中加入不同離子強(qiáng)度的CaCl2制備核，并進(jìn)行核誘導(dǎo)，判斷在CaCl2作用下形成的核是否具有誘導(dǎo)形成正常纖維的能力。

CaCl2對(duì)均相核形成的影響:取pH值2.0、質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0%的WPC 28 mL添加2 mL濃度0.15、0.3、0.75 mol/L的CaCl2使溶液中CaCl2濃度分別為0、20、50 mmol/L，蛋白最終質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.86%，混合均勻后90℃水浴加熱2 h，4℃冰箱保存。

CaCl2對(duì)二次核形成的影響: 取pH值2.0、質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0% 的WPC 28 mL添加2 mL濃度0.15、0.3、0.75 mol/L的CaCl2，使溶液中CaCl2濃度分別為0、20、50 mmol/L，蛋白最終質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.86%，混合均勻后90℃水浴加熱10 h，4℃冰箱保存。

之后將上述在CaCl2作用下形成的均相核、二次核與質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0%的WPC(pH值2.0)以體積比1∶3混合均勻，90℃水浴加熱10 h，取樣并于4℃冰箱保存。

空白樣品的制備：將上述在CaCl2作用下形成的均相核、二次核與pH值2.0去離子水以體積比1∶3混合均勻，以保證核濃度相同，90℃水浴加熱10 h，取樣并于4℃冰箱保存。

1.4 CaCl2對(duì)核誘導(dǎo)能力的影響

為了探究CaCl2對(duì)核誘導(dǎo)的影響，核形成之后加入不同離子強(qiáng)度的CaCl2，通過(guò)核誘導(dǎo)制備纖維，與不加CaCl2的自發(fā)相比判斷CaCl2對(duì)核誘導(dǎo)的影響。

CaCl2對(duì)均相核誘導(dǎo)能力的影響：pH值2.0、質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0%的 WPC均相核與質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0% WPC以體積比1∶3混合均勻，取28 mL上述蛋白樣品添加2 mL CaCl2使溶液中CaCl2濃度分別為0、20、50 mmol/L，蛋白最終質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為2.86%，90℃水浴加熱2 h，取樣并于4℃冰箱保存。

CaCl2對(duì)二次核誘導(dǎo)能力的影響: pH值2.0、質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0%的WPC均相核、二次核與質(zhì)量分?jǐn)?shù)3.0%的WPC以體積比1∶3混合均勻，取28 mL上述蛋白樣品添加2 mL濃度0.15、0.3、0.75 mol/L的CaCl2使溶液中CaCl2濃度分別為0、20、50 mmol/L，蛋白最終質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為2.86%，90℃水浴加熱10 h，取樣并于4℃冰箱保存。

空白樣品的制備：WPC、均相核、二次核分別與去離子水(pH值 2.0)以體積比1∶3混合，取28 mL混合樣品添加2 mL濃度0.15、0.3、0.75 mol/L的CaCl2使溶液中CaCl2濃度分別為0、20、50 mmol/L，90℃水浴加熱10 h，取樣并于4℃冰箱保存。

1.5 界面性質(zhì)

為探究在不同階段添加CaCl2對(duì)納米纖維聚合物功能性質(zhì)的影響，測(cè)定了在CaCl2作用下形成的核誘導(dǎo)WPC、在誘導(dǎo)過(guò)程中添加CaCl2、在纖維成熟后添加CaCl2的自發(fā)、均相核誘導(dǎo)、二次核誘導(dǎo)的起泡性與乳化性，樣品均為熱處理10 h，CaCl2濃度為0、20、50 mmol/L。

1.5.1起泡性

參照文獻(xiàn)[20-21]并加以改進(jìn)，用pH值7.0的去離子水將蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)稀釋至0.15%，室溫(20℃)下均質(zhì)1 min(10 000 r/min)后測(cè)定泡沫的體積，并記錄靜置至泡沫消泡至原體積一半的時(shí)間。通過(guò)相對(duì)溢出量和靜止后穩(wěn)定的泡沫體積比測(cè)定樣品的起泡能力和泡沫穩(wěn)定性指數(shù)，具體計(jì)算方法為

FC=V0/Vi×100%

(1)

FS=t1/2

(2)

式中FC——起泡能力,%

FS——泡沫穩(wěn)定性指數(shù)，min

V0——起泡0 h時(shí)的泡沫體積

Vi——起泡前最初液體的體積

t1/2——消泡至V0/2的時(shí)間，min

FCWPC=FC-FC0

(3)

FSWPC=t-t0

(4)

式中FCWPC——被誘導(dǎo)WPC的起泡能力,%

FC0——對(duì)應(yīng)空白樣品的起泡能力,%

FSWPC——被誘導(dǎo)WPC的泡沫穩(wěn)定性指數(shù)，min

t——樣品的泡沫穩(wěn)定性指數(shù)，min

t0——對(duì)應(yīng)空白樣品的泡沫穩(wěn)定性指數(shù)，min

1.5.2乳化性

參照文獻(xiàn)[22]的方法并加以改進(jìn)，用pH值2.0的去離子水稀釋樣品至質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.0%，取30 mL的樣品加入10 mL大豆油，室溫下用高速勻漿機(jī)20 000 r/min下均質(zhì)3 min，立即取底部乳狀液30 μL加入5 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%的SDS(十二烷基硫酸鈉)溶液中，在500 nm處測(cè)定吸光度，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%的SDS為空白調(diào)零，乳化活性指數(shù)和乳化穩(wěn)定性指數(shù)計(jì)算公式為

EAI=2×2.303/[C(1-φ)×104]A500×100

(5)

(6)

式中EAI——乳化活性指數(shù)，m2/g

ESI——乳化穩(wěn)定性指數(shù)，%

C——蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度，g/mL

A500——溶液在500 nm下的吸光度

φ——大豆油占乳化液的體積分?jǐn)?shù)，取25%

At——乳化液靜置20 min時(shí)的吸光度

A0——乳化液靜置0 min時(shí)的吸光度

EAIWPC=EAI-EAI0

(7)

ESIWPC=ESI-ESI0

(8)

式中EAIWPC——被誘導(dǎo)WPC的乳化活性指數(shù)，m2/g

EAI0——對(duì)應(yīng)空白樣品的乳化活性指數(shù)，m2/g

ESIWPC——被誘導(dǎo)WPC的乳化穩(wěn)定性指數(shù)，%

ESI0——對(duì)應(yīng)空白樣品的乳化穩(wěn)定性指數(shù)，%

1.6 Th T熒光強(qiáng)度

參照文獻(xiàn)[23]的方法并加以改進(jìn)，取0.80 g甲硫磺素T(Th T)溶于0.2 mol/L的NaCl、0.01 mol/L的磷酸緩沖液(pH值7.0)，并定容至1 000 mL。用水系0.22 μm濾膜過(guò)濾，所得濾液即為T(mén)h T儲(chǔ)備液。測(cè)定時(shí)使用Th T工作液，即儲(chǔ)備液含有0.2 mol/L的NaCl、0.01 mol/L的磷酸緩沖液(pH值7.0)稀釋50倍。儲(chǔ)備液與工作液均存放在冰箱4℃避光棕色瓶?jī)?nèi)。取800 μL樣品加入10 mL的Th T工作液中，旋渦振蕩1 min后，于熒光分光光度計(jì)下比色。設(shè)定參數(shù)為：激發(fā)波長(zhǎng)為460 nm，發(fā)射波長(zhǎng)為490 nm，狹縫寬度分別為5 nm和10 nm，測(cè)定不同加熱時(shí)間下樣品的熒光強(qiáng)度公式為

ThTWPC=ThT-ThT0

(9)

式中ThTWPC——被誘導(dǎo)的WPC的Th T熒光強(qiáng)度

ThT——樣品的Th T熒光強(qiáng)度

ThT0——對(duì)應(yīng)空白樣品的Th T熒光強(qiáng)度

被誘導(dǎo)的WPC每小時(shí)熒光強(qiáng)度變化量為誘導(dǎo)t+1 h的熒光強(qiáng)度減去誘導(dǎo)t的熒光強(qiáng)度。

1.7 蛋白聚合率

取20 mL樣液于50 mL離心管中，15 000g、4℃離心30 min，取上層清液，利用凱氏定氮法測(cè)定蛋白含量，計(jì)算公式為

C′=Ct/C0×100%

(10)

式中C′——蛋白聚合率，%

C0——初始樣品蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度，mg/mL

Ct——t時(shí)未聚合蛋白質(zhì)質(zhì)量濃度，mg/mL

核誘導(dǎo)過(guò)程中核自身也會(huì)發(fā)生變化，本試驗(yàn)中為去除核自身的影響，研究被誘導(dǎo)的WPC蛋白聚合率的變化，因此需要減去空白樣品的蛋白聚合率，公式為

C′WPC=C′-C′0

(11)

式中C′WPC——被誘導(dǎo)的WPC蛋白聚合率

C′0——對(duì)應(yīng)空白樣品的蛋白聚合率

1.8 蛋白質(zhì)聚合速率

利用1.7節(jié)中的數(shù)據(jù)結(jié)果和非線性回歸速率公式計(jì)算自發(fā)、均相核誘導(dǎo)、二次核誘導(dǎo)在形成纖維過(guò)程中加入不同濃度CaCl2的動(dòng)力學(xué)參數(shù)公式為

-df/dt=knCn

(12)

式中 df/dt——每小時(shí)熒光強(qiáng)度變化量，h-1

n取1。在一定的加熱時(shí)間t后，蛋白形成聚合物通過(guò)離心沉淀聚合物，上清液中蛋白質(zhì)量濃度由C0下降至Ct(g/L)，活化能滿足公式

(13)

Ea=-RTlnk+C

(14)

(15)

式中k——反應(yīng)速率常數(shù)(蛋白質(zhì)聚合速率)

Ea——反應(yīng)的活化能

R——?dú)怏w常數(shù)，取8.314 J/(mol·K)

T——熱力學(xué)溫度

1.9 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

所有試驗(yàn)均重復(fù)3次。采用SPSS 16.0軟件進(jìn)行方差分析(ANOVA)，檢驗(yàn)差異顯著性(P<0.05)，結(jié)果均用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，使用Excel 2010軟件制圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 乳化性

采用核誘導(dǎo)方式制備乳清蛋白納米纖維，整個(gè)過(guò)程分為3個(gè)階段：第1階段核形成時(shí)期；第2階段核誘導(dǎo)時(shí)期；第3階段纖維聚合物已形成時(shí)期[24-25]。CaCl2在不同階段混入對(duì)纖維聚合物的形成可能有不同影響，通過(guò)乳化性能的差異推斷可能產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)差異。從圖1(圖中不同大寫(xiě)字母表示組間差異顯著，不同小寫(xiě)字母表示組內(nèi)差異顯著，下同)可以看出，未添加CaCl2時(shí)核誘導(dǎo)的乳化活性高于自發(fā)，其中二次核誘導(dǎo)高于均相核誘導(dǎo)。添加CaCl2時(shí)，乳清蛋白通過(guò)自發(fā)方式形成纖維聚合物的乳化活性無(wú)明顯變化，對(duì)于核誘導(dǎo)方式而言，核形成時(shí)期(第1階段)添加CaCl2會(huì)降低其乳化活性，但在核誘導(dǎo)期以及纖維形成之后(第2、3階段)則無(wú)影響，且乳化活性優(yōu)于自發(fā)方式。

對(duì)其乳化穩(wěn)定性而言，未添加CaCl2時(shí)核誘導(dǎo)的乳化穩(wěn)定性高于自發(fā)，其中二次核誘導(dǎo)高于均相核誘導(dǎo)。在核形成時(shí)期(第1階段)添加CaCl2，其乳化穩(wěn)定性降低程度高于自發(fā)方式；與第1階段不同，核誘導(dǎo)階段(第2階段)添加CaCl2，核誘導(dǎo)方式比自發(fā)方式表現(xiàn)出更好的乳化穩(wěn)定性能，二次核誘導(dǎo)更為突出，CaCl2濃度為50 mmol/L時(shí)，均相核誘導(dǎo)、二次核誘導(dǎo)乳清蛋白形成的纖維聚合物較自發(fā)方式樣品乳化穩(wěn)定性指數(shù)分別降低了30.92%、34.09%；對(duì)于纖維已經(jīng)形成的第3階段添加CaCl2的樣品乳化穩(wěn)定性無(wú)明顯變化。

2.2 起泡性

起泡能力如圖2所示，未添加CaCl2時(shí)，核誘導(dǎo)的起泡能力高于自發(fā)，其中二次核誘導(dǎo)高于均相核誘導(dǎo)。在核形成時(shí)期(第1階段)添加CaCl2時(shí)，自發(fā)樣品的起泡能力無(wú)明顯變化，核誘導(dǎo)樣品的起泡能力明顯低于自發(fā)樣品；其中二次核誘導(dǎo)樣品較均相核誘導(dǎo)樣品的起泡能力相比略低，且起泡能力隨CaCl2濃度變化較小。第2、3階段添加CaCl2樣品的起泡能力分別與對(duì)照樣相比無(wú)明顯變化。

泡沫穩(wěn)定性如圖2所示，第1階段添加CaCl2時(shí)破壞了纖維核的形成，使其不能正常形成纖維聚合結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出對(duì)CaCl2的耐受性差，導(dǎo)致樣品的泡沫穩(wěn)定性均低于自發(fā)方式樣品，且隨CaCl2濃度的增加而降低；第2階段添加CaCl2時(shí)，纖維核已經(jīng)形成，誘導(dǎo)乳清蛋白形成纖維聚合物的過(guò)程中對(duì)CaCl2耐受性強(qiáng)于自發(fā)樣品，導(dǎo)致樣品的泡沫穩(wěn)定性比自發(fā)樣品高，且隨CaCl2濃度的增加而增加，在添加50 mmol/L CaCl2時(shí)，均相核誘導(dǎo)、二次核誘導(dǎo)泡沫穩(wěn)定性指數(shù)分別降低了68.18%、78.59%。第3階段添加CaCl2時(shí)纖維已經(jīng)形成，CaCl2對(duì)纖維無(wú)影響，導(dǎo)致樣品的泡沫穩(wěn)定性變化不大。

2.3 Th T熒光分析

2.3.1核形成

通過(guò)測(cè)定樣品的Th T熒光強(qiáng)度，判斷在CaCl2作用下形成的核是否具有誘導(dǎo)形成正常纖維的能力[26-27]。硫黃素(Th T)是一種熒光染料，可特異性與纖維β-折疊結(jié)構(gòu)相結(jié)合，可側(cè)面反映纖維的數(shù)量[28-29]。由圖3可知，CaCl2對(duì)核的形成有影響，CaCl2對(duì)均相核與二次核的形成影響有所不同，2種核喪失誘導(dǎo)能力的程度不同。

在低CaCl2濃度下，自發(fā)的熒光強(qiáng)度大于核誘導(dǎo)，且均相核大于二次核；證明在該條件下核的形成受到破壞，喪失誘導(dǎo)能力。在高CaCl2濃度下，自發(fā)的熒光強(qiáng)度大于核誘導(dǎo)，且均相核大于二次核； CaCl2濃度越高破壞能力越強(qiáng)。

2.3.2核誘導(dǎo)過(guò)程纖維量

如圖4所示，未加CaCl2時(shí)，自發(fā)的熒光強(qiáng)度低于2種核誘導(dǎo)，且二次核誘導(dǎo)高于均相核誘導(dǎo)，2種核誘導(dǎo)可增加纖維量。2種核在20 mmol/L的CaCl2濃度下，核誘導(dǎo)樣品的熒光強(qiáng)度高于自發(fā)樣品，均相核、二次核仍具有誘導(dǎo)能力，且二次核誘導(dǎo)高于均相核誘導(dǎo)。在50 mmol/L的CaCl2濃度下時(shí)，自發(fā)、均相核誘導(dǎo)、二次核樣品較對(duì)照組樣品的熒光強(qiáng)度均減少，分別減少了23.14%、28.43%、26.91%，說(shuō)明在誘導(dǎo)過(guò)程中CaCl2降低核誘導(dǎo)能力，破壞纖維結(jié)構(gòu)，但熒光強(qiáng)度上依舊保持著核誘導(dǎo)高于自發(fā)、二次核高于均相核的規(guī)律。

為探究核誘導(dǎo)在添加不同濃度CaCl2后核誘導(dǎo)能力的差異，用添加CaCl2的二次核樣品的Th T熒光強(qiáng)度與不加CaCl2的樣品作差，ThT熒光強(qiáng)度下降27.55%。添加CaCl2的樣品Th T熒光強(qiáng)度減小，均相核誘導(dǎo)與二次核誘導(dǎo)在低CaCl2濃度下其Th T熒光強(qiáng)度依舊高于自發(fā)，說(shuō)明依然具有誘導(dǎo)能力；高CaCl2濃度下其Th T熒光強(qiáng)度下降，誘導(dǎo)能力喪失。此結(jié)果表明核誘導(dǎo)過(guò)程中加入鹽離子會(huì)破壞纖維結(jié)構(gòu)的形成。

綜上，纖維核通過(guò)自發(fā)方式形成時(shí)對(duì)CaCl2的耐受能力差，這也說(shuō)明鹽離子對(duì)乳清蛋白自組裝形成纖維聚合物的破壞主要是影響核的形成；相反，一旦纖維核已經(jīng)形成，相比自發(fā)方式，核誘導(dǎo)方式更能夠在一定的鹽離子條件下誘導(dǎo)乳清蛋白形成纖維聚合物。

2.4 蛋白質(zhì)聚合能力

2.4.1蛋白質(zhì)聚合率

如圖5所示，延長(zhǎng)加熱時(shí)間，不同樣品的未聚合量均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，3種樣品隨CaCl2濃度增加，未聚合量逐漸降低，表明延長(zhǎng)熱處理時(shí)間和提高CaCl2濃度會(huì)促進(jìn)蛋白質(zhì)之間聚合形成大分子聚合物。纖維形成過(guò)程主要分為3個(gè)階段，滯后期(0～2 h)、指數(shù)增長(zhǎng)期(2～5 h)、成熟期(5～10 h)。與自發(fā)手段不同，核誘導(dǎo)的聚合量在滯后期增長(zhǎng)較快，而自發(fā)在指數(shù)增長(zhǎng)期同樣增長(zhǎng)迅速。在滯后期CaCl2對(duì)聚合速率的影響尤為明顯，加入CaCl2會(huì)顯著提高樣品的聚合速率，且隨CaCl2濃度升高提高幅度越大。

2.4.2蛋白質(zhì)聚合速率

自發(fā)、均相核誘導(dǎo)、二次核誘導(dǎo)添加CaCl2后熱處理形成纖維聚合物的聚合動(dòng)力學(xué)參數(shù)存在一定差異(見(jiàn)表1)。未添加CaCl2時(shí)，均相核與二次核誘導(dǎo)的聚合速率高于自發(fā)，分別是自發(fā)的1.44與1.61倍，二次核誘導(dǎo)的聚合速率最大，核誘導(dǎo)的活化能低于自發(fā)，說(shuō)明核誘導(dǎo)更容易達(dá)到活化狀態(tài)，更易聚合形成纖維。添加CaCl2可明顯提高自發(fā)和核誘導(dǎo)2種纖維聚合方式的聚合速率，降低活化能，改變幅度隨離子濃度的增加而增大。在CaCl2濃度為50 mmol/L時(shí)，自發(fā)、均相核誘導(dǎo)、二次核誘導(dǎo)其聚合速率較其對(duì)照樣(未加CaCl2樣品)分別提高了41.98%、45.75%、44.49%。通過(guò)聚合量動(dòng)力學(xué)參數(shù)可知，CaCl2的加入可促進(jìn)聚合反應(yīng)，加快聚合速率，降低活化能。文獻(xiàn)[30-31]研究同樣也指出向蛋白中添加纖維核就是引入了有序的區(qū)域，這導(dǎo)致了酸水解形成的肽段可以直接吸附到均相核上，從而導(dǎo)致滯后期縮短，加快了纖維形成速率。由于核誘導(dǎo)形成纖維的聚合速率高于自發(fā)方式，加入CaCl2產(chǎn)生的這種聚合動(dòng)力學(xué)的變化可能對(duì)核誘導(dǎo)聚合形成纖維的影響更小。

表1 自發(fā)、均相核誘導(dǎo)、二次核誘導(dǎo)添加CaCl2后熱處理聚合動(dòng)力學(xué)參數(shù)Tab.1 Polymerization kinetic parameters for spontaneous, homogeneous nucleation-induction and secondary nucleation-induction addition of CaCl2 after heat treatment

3 結(jié)論

(1)核形成過(guò)程中(第1階段)加入CaCl2能破壞核的形成，使核的誘導(dǎo)能力喪失，因此乳化活性、乳化穩(wěn)定性、起泡能力和泡沫穩(wěn)定性降低，CaCl2濃度增加，對(duì)核形成的破壞作用加劇。

(2)核誘導(dǎo)過(guò)程中(第2階段)加入CaCl2纖維形成量雖然下降，但與自發(fā)方式相比，核誘導(dǎo)方式對(duì)CaCl2的耐受能力相對(duì)更強(qiáng)，纖維形成量更多，界面性質(zhì)更優(yōu)。

(3)纖維形成后(第3階段)加入CaCl2對(duì)纖維結(jié)構(gòu)無(wú)破壞作用，對(duì)其界面性質(zhì)也無(wú)顯著影響。

(4)加入CaCl2對(duì)核的形成以及核誘導(dǎo)過(guò)程的破壞作用，可能主要來(lái)自CaCl2能夠提高蛋白質(zhì)的聚合速率，降低反應(yīng)的活化能，這種快速聚合破壞了乳清蛋白形成纖維的有序組裝過(guò)程。但是，由于核誘導(dǎo)自身組裝聚合的速率高于自發(fā)方式，CaCl2產(chǎn)生的這種聚合動(dòng)力學(xué)的變化可能對(duì)核誘導(dǎo)聚合形成纖維的影響更小。